淺談鉆孔灌注樁施工技術(shù)在實(shí)際施工中的應(yīng)用

◎楊龍

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院，河南三門峽472000）

淺談鉆孔灌注樁施工技術(shù)在實(shí)際施工中的應(yīng)用

◎楊龍

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院，河南三門峽472000）

我國目前正處于城市化快速發(fā)展時期，特別是在建筑行業(yè)出現(xiàn)了非常多的新技術(shù)和施工工藝，為了極大的提高（構(gòu)）建筑物的穩(wěn)定性，鉆孔灌注樁施工技術(shù)越來越多的被應(yīng)用在建筑施工中，其良好的承載力解決了我國很多地區(qū)由于地質(zhì)情況而影響施工建設(shè)的問題。本文以某市地鐵車輛段及綜合基地鉆孔灌注樁施工為例，詳細(xì)闡述并分析施工過程和要點(diǎn)，對同類型基礎(chǔ)施工有一定的借鑒意義。

鉆孔灌注樁；施工；地基；地質(zhì)情況

1 工程概況

本工程為某市地鐵車輛段及綜合基地，里程從JDK0+000.00到JDK1+250.00，占地面積300余畝，其中停車列檢庫及不落輪鏇庫、月檢庫、運(yùn)用綜合樓、臨時檢修庫、牽引降壓混合變電所、洗車庫、綜合辦公維修樓（含物資庫）、信號樓等主要構(gòu)（建）筑物，全部為框架結(jié)構(gòu)，實(shí)際占地面積達(dá)73031m2。由于大部分構(gòu)（建）筑物都包含在上蓋下面，且上蓋表面進(jìn)行綠化植草，所以上蓋框架結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量較大，在建筑基礎(chǔ)部分均采用直徑0.8m和1m的鉆孔灌注樁，總樁量達(dá)3300余根。

地質(zhì)情況的復(fù)雜程度通常決定了在樁基礎(chǔ)施工過程中特殊的成樁方法以及突發(fā)情況的處理方法。本工程場地巖土層主要包括：1.第四系全新統(tǒng)殘積坡積層（Qel+dl/4），可塑，稍有光澤，干強(qiáng)度及韌性高，屬Ⅰ類普通土；2.灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r本段廣泛分布；3.中風(fēng)化石灰?guī)r，中厚層狀構(gòu)造，裂隙發(fā)育，短柱狀及塊狀，局部常見溶蝕現(xiàn)象，屬Ⅴ類次堅(jiān)石。本工程地下情況復(fù)雜的同時，地下水位不穩(wěn)定、回填區(qū)域密實(shí)度不足，容易出現(xiàn)垮孔，且地下溶洞較多，部分施工區(qū)域地基巖石層較高。

如上所述，本工程具有工程量大、專業(yè)性比較強(qiáng)、技術(shù)要求高等特點(diǎn)，結(jié)合本工程特殊的地質(zhì)情況，決定在基礎(chǔ)部分采用目前先進(jìn)的鉆孔灌注樁施工技術(shù)，確保樁基礎(chǔ)承載力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鉆孔灌注樁屬于樁基礎(chǔ)中的端承樁，樁上的荷載主要由樁端阻力承受[1]。主要功能是將基礎(chǔ)以上荷載傳遞到下方持力層（基巖）上，和摩擦樁有著本質(zhì)的區(qū)別，性能更加可靠，具有震動小、噪音低，尤其是能在復(fù)雜的地基上應(yīng)用，所以在房屋建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但同時也具有施工隱蔽性強(qiáng)和施工技術(shù)難度大以及水下進(jìn)行的特點(diǎn)[2]。

2 施工準(zhǔn)備工作

鉆工灌注樁施工之前須要有詳細(xì)的施工方案和充分的準(zhǔn)備工作。主要包括以下四個方面：

第一，資料準(zhǔn)備，認(rèn)真查看、分析設(shè)計(jì)院提供的地質(zhì)勘察報(bào)告，查閱施工圖紙和相關(guān)施工規(guī)范。

第二，技術(shù)準(zhǔn)備，結(jié)合工程目標(biāo)和施工現(xiàn)場具體情況編制詳細(xì)、科學(xué)的施工方案（鋼筋工藝、成孔技術(shù)、混凝土的水下澆筑防范），編制詳細(xì)、具體的工程質(zhì)量控制措施和常見問題的預(yù)防方法、處理措施[3]。

第三，場地準(zhǔn)備，由于本工程施工區(qū)域?yàn)樘烊换牟莸?，高低起伏不平，為了后續(xù)施工方便及地基的穩(wěn)定性，必須進(jìn)行清表工作，清除場區(qū)內(nèi)所有雜草、雜物、管線等有礙施工進(jìn)行的東西。

第四，機(jī)具準(zhǔn)備，檢查施工機(jī)具的使用功能、場區(qū)內(nèi)修建臨時道路、劃分施工片區(qū)、布設(shè)施工用臨時水電等，確保樁基工作能夠順利開始并按時保質(zhì)完成。

3 超前探孔施工

鑒于本工程地下情況復(fù)雜，部分區(qū)域必須進(jìn)行水下鉆孔灌注樁施工，對地下溶洞較多的地方，要根據(jù)溶洞大小，采取高壓注漿或者明挖回填的方法進(jìn)行溶洞處理，這對于成孔是非常必要的，若溶洞或豐富的地下水未處理，鉆孔過程中極有可能出現(xiàn)垮孔，嚴(yán)重的會出現(xiàn)沉樁；對于部分施工區(qū)地基巖石層較高的情況，為了達(dá)到樁身的基本長度，還要進(jìn)行必要的破巖施工。特殊的地質(zhì)情況決定了特殊的施工方法，所以在鉆孔灌注樁施工前，要了解詳細(xì)的場區(qū)地下情況，必須進(jìn)行超前探孔施工。

超前探孔施工主要是為了詳細(xì)探明下方地質(zhì)情況。在資料準(zhǔn)備階段，僅有設(shè)計(jì)院提供的地質(zhì)勘察報(bào)告是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，成孔過程中，必須明確每一根樁的實(shí)際樁長，確保樁端都能坐落在下方基巖上，并且達(dá)到入巖0.6m的要求。使用取芯鉆對樁位地質(zhì)進(jìn)行取樣，詳細(xì)標(biāo)記不同深度處的地質(zhì)情況，由此形成的資料將是后續(xù)鉆孔過程中的重要成孔深度依據(jù)。因此，超前探孔施工是整個施工過程中特別重要的一個環(huán)節(jié)，探孔過程必須嚴(yán)格按照施工要求和規(guī)范進(jìn)行，不能由于占用工期就敷衍了事，這會對后期施工產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

4 試樁

4.1 試樁目的

試樁是在整體鉆孔灌注樁施工之前，嚴(yán)格按照施工工藝，按比例制作具有代表性的工藝性試樁，以復(fù)核地勘資料是否準(zhǔn)確、設(shè)備及施工工藝是否適宜，并確定混凝土的配合比、坍落度、攪拌時間和灌注拔管速度等各項(xiàng)施工參數(shù)。通過試樁能檢驗(yàn)之前制作的施工組織設(shè)計(jì)的合理性和可操作性，確定最為合理的機(jī)械設(shè)備組合和各施工隊(duì)場區(qū)分布安排。

4.2 試樁

根據(jù)整體工期安排，在進(jìn)行各個區(qū)域樁基施工前進(jìn)行試樁，按照樁基數(shù)量和規(guī)范要求比例，試樁數(shù)量確定為12根。試樁成孔并進(jìn)行混凝土灌注等一系列施工后，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求，進(jìn)行樁基承載力靜壓試驗(yàn)，這是比較直接地鑒定樁基承載力的方法，整個靜壓試驗(yàn)過程中要時刻觀察壓力變化、樁帽變化，每一小時內(nèi)樁頂?shù)某两盗坎怀^0.1m[4]，以使試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有良好的可靠性和真實(shí)性。試樁過程中由專人進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)記錄并進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)及參數(shù)匯總，本工程A區(qū)樁端承載力特征值為3500KN，上蓋區(qū)域其余都為7000KN。試樁合格后，編制試樁總結(jié)報(bào)告，報(bào)設(shè)計(jì)院審批合格后進(jìn)行樁基施工。

5 鉆孔灌注樁施工

試樁合格后，開始大批量鉆孔灌注樁施工，鉆孔灌注樁施工技術(shù)的主要步驟為“測量定位→樁基就位→成孔→吊放鋼筋籠→混凝土灌注→破除樁頭”。

5.1 測量定位

鉆孔平面位置是根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的D級GPS點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，放出建筑邊線和各建筑物的軸線，再按設(shè)計(jì)的樁位圖所示的尺寸定出每一個樁位，定出的樁位之間的尺寸須用全站儀換站進(jìn)行校核，在放樣鉆孔點(diǎn)位時，必須隔排放樣、隔排鉆孔，防止鉆孔時由于孔位較近，鉆孔機(jī)壓垮周邊孔位。

5.2 鉆孔

5.2.1 鉆土

根據(jù)場區(qū)地質(zhì)情況，鉆進(jìn)過程中雖然不需要進(jìn)行泥漿護(hù)壁，但在鉆土過程中必須控制好鉆機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)時觀察土質(zhì)情況，判斷土質(zhì)含水率，如果發(fā)現(xiàn)由于土質(zhì)含水率過大而導(dǎo)致縮孔甚至塌孔應(yīng)及時進(jìn)行處理，可以簡單的回填干土，進(jìn)行簡單護(hù)壁，干土無法滿足護(hù)壁要求時，可用適量的低標(biāo)號混凝土于孔內(nèi)濕土進(jìn)行攪拌，等混合料達(dá)到一定強(qiáng)度后（不能達(dá)到100%強(qiáng)度），再進(jìn)行鉆進(jìn)。

5.2.2 鉆巖

鉆進(jìn)時，必須降低轉(zhuǎn)速加大馬力，并且進(jìn)行鉆頭加壓。鉆巖時，鉆進(jìn)深度須與超前鉆探施工的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，對于出現(xiàn)的小溶洞應(yīng)該鉆穿溶洞頂部，鉆進(jìn)溶洞底部基巖0.6m。由于場區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，基巖面起伏大，設(shè)計(jì)樁長須達(dá)到10～30m，對于基巖面高于此范圍的樁，改用沖擊鉆或人工開挖，至設(shè)計(jì)深度以上。

鉆孔完成后，對孔深、傾斜度和孔徑進(jìn)行檢查，深度滿足超前探孔數(shù)據(jù)，傾斜度不得大于1%。

5.3 吊放鋼筋籠

5.3.1 鋼筋籠制作

鋼筋籠制作時箍筋應(yīng)盡量為整根，螺旋狀纏繞在主筋框架上后采用扎絲進(jìn)行綁扎，綁扎點(diǎn)為“隔一綁一”，實(shí)際生產(chǎn)過程中，鋼筋工為了方便，往往使用電焊機(jī)直接將箍筋點(diǎn)焊在主筋上，這樣看似牢固，實(shí)際上影響主筋受力，是規(guī)范中嚴(yán)格禁止的；其次，部分施工隊(duì)為了能讓鋼筋籠順利下到孔內(nèi)，會有意縮小鋼筋籠直徑，這也是嚴(yán)格禁止的，屬于偷工減料。

5.3.2 鋼筋籠安裝

為保證鋼筋籠外砼保護(hù)層的厚度符合設(shè)計(jì)要求，在鋼筋籠身每隔2m～4m位置同一橫截面上安設(shè)3個圓形混凝土墊塊。鋼筋籠入孔時對準(zhǔn)孔位，盡量豎直輕放、慢放，遇障礙物可慢起慢落和正反旋轉(zhuǎn)使之下落，無效時，立即停止下落，查明原因后再安裝。不允許將鋼筋籠使用外力強(qiáng)行壓入，防止孔壁坍塌。鋼筋籠到位后應(yīng)用吊筋使鋼筋籠處于懸吊狀態(tài)。

5.4 混凝土灌注

本工程樁基混凝土標(biāo)號為C30，采用導(dǎo)管灌注法。砼灌注工作開始后，首先將料斗放滿，然后放開料斗底部塞盤，混凝土順勢而下，可沖起孔底殘?jiān)暗叵滤?。混凝土灌注間隔時間盡量縮短，確保連續(xù)澆灌，拆除導(dǎo)管所耗時間嚴(yán)格控制，一般不超過15min，不能中途停工；在灌注砼過程中，隨時觀察混凝土高度，及時拆除或提升導(dǎo)管，注意保持適當(dāng)?shù)穆裆睿瑢?dǎo)管埋深一般保持在2～4m，最大埋深不大于6m。為避免鋼筋籠上浮，在混凝土埋過鋼筋籠底端3.0m后，應(yīng)及時將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上[5]。

樁體混凝土灌注為鉆孔灌注樁的最后一道工序，該工序的結(jié)束也標(biāo)志著樁體基本成型。為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上應(yīng)加灌0.5m～1m高度，在混凝土凝結(jié)前，鑿除多余的一段樁頭，但應(yīng)保留100～200mm，以待隨后修鑿，連接承臺[6]。

6 常見問題及控制措施

（1）鉆孔時在土質(zhì)較松或含水量大的區(qū)域容易出現(xiàn)垮孔，如果出現(xiàn)垮孔，應(yīng)立刻停止鉆進(jìn)，視垮孔具體情況采取相應(yīng)的解決措施，若垮孔不是很嚴(yán)重，可以在孔內(nèi)注入低標(biāo)號混凝土，并用鉆機(jī)對孔中的混凝土和土進(jìn)行攪拌，待混合料有一定強(qiáng)度但沒有完全凝固時再次進(jìn)行鉆進(jìn)；若土質(zhì)含水量過大，垮孔嚴(yán)重，則可以考慮使用泥漿護(hù)壁。

（2）當(dāng)鉆進(jìn)出現(xiàn)偏孔時，可能是鉆機(jī)就位時鉆頭不正，但更常見的原因是鉆頭到達(dá)下方某一位置時，鉆頭一側(cè)出現(xiàn)不規(guī)則巖石。此時，需及時撤出鉆頭，重新對位，對于下方不規(guī)則巖石用鉆頭沖擊，破碎部分巖石，直到鉆頭垂直鉆進(jìn)。

（3）鋼筋籠孔內(nèi)安設(shè)不到位。主要原因?yàn)榈醴配摻罨\時鋼筋籠不豎直，或者成孔后，孔底清孔不干凈，有過多殘?jiān)４藭r不應(yīng)強(qiáng)行用外力將鋼筋籠壓入，應(yīng)及時提起鋼筋籠，再次清孔后，重新安裝鋼筋籠。

（4）混凝土灌注時出現(xiàn)穿孔。主要原因是相鄰孔位間距離過近，且下方存在較多地下水流淌通道，導(dǎo)致下方土質(zhì)疏松，在灌注混凝土?xí)r，混凝土強(qiáng)大的側(cè)向壓力，使孔間出現(xiàn)通道。由于該現(xiàn)象較為隱蔽，所以在混凝土灌注時應(yīng)一直關(guān)注混凝土液面高度和周邊空孔內(nèi)的聲音，當(dāng)出現(xiàn)穿孔，應(yīng)立即停止灌注，并用挖出土方迅速回填周邊空孔，直到灌注孔內(nèi)混凝土液面不再下降。待孔內(nèi)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，可重新對周邊已回填孔重新鉆孔。

7 結(jié)束語

鉆孔灌注樁技術(shù)在我國的建設(shè)工程中應(yīng)用很廣，其良好的穩(wěn)定性為很多建筑基礎(chǔ)提供了保障。但是，不同的地域、不同的地質(zhì)情況，縱使采用鉆孔灌注樁技術(shù)，施工的過程也是不盡相同的，包括鉆孔過程、灌注混凝土過程等，特別是在具體的施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)各種突發(fā)情況，對于出現(xiàn)的問題應(yīng)該找出并分析成因，從而找到解決的方法。本文就某市地鐵車輛段鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工過程為例，對鉆孔灌注樁是施工過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了一定的分析，對其他同類型基礎(chǔ)施工技術(shù)有一定的借鑒意義。

[1]GB5007-2011.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011.

[2]王健.鉆孔灌注樁施工技術(shù)在房屋建筑工程中的應(yīng)用[J].中華建設(shè)工程技術(shù)，2012（09）：120-121.

[3]陳明姝.公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)處理[J].黑龍江科技信息，2014（31）：216.

[4]JGJ106-2003.建筑村基檢測技術(shù)規(guī)范[S].2003.

[5]羅梅芳，寧忠東.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].中國西部科技，2009（17）：43-44+89.

[6]任濤.鉆孔灌注樁混凝土灌注的質(zhì)量管理[J].土木建筑學(xué)術(shù)文庫，2012（16）：144-146.

（責(zé)任編輯 卞建寧）

U443.15+4

A

1671-9123（2015）01-0145-04

2015-01-20

楊龍（1986-），男，陜西寶雞人，三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程學(xué)院教師。